JP2661023B2 - 自立型無人車システムにおける衝突回避方法 - Google Patents
自立型無人車システムにおける衝突回避方法Info
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Description
識しつつ、内蔵した地図情報を頼りに、作業要求の発生
した作業点に移動する自立型無人車システムにおいて、
自立型無人車同士の衝突を未然に回避することができる
衝突回避方法に関する。 [従来の技術] 現在、自立型無人車の開発が盛んに行なわれている
が、この種の無人車システムとしては、第6図に示すよ
うに複数の無人車A,B,…と、これらの無人車A,B…,を
統括制御する1つの中央局Cとからなるものが代表的で
ある。そして、各無人車A,B,…は中央局Cの指示に従
い、各ノード(通過点)N1〜N9を経由して、作業要求が
発生した作業点まで走行し、所要の作業を行う。中央局
Cは無人車A,B,…の移動領域の地図情報を管理するとと
もに、すべての無人車A,B,…の現在位置や作業中か否か
などの状態を監視し、無線などの通信手段により各無人
車A,B,…と交信しながら作業指示を行う。 例えば、第6図に示すように、ノードN9に位置する作
業点において作業要求が発生すると、中央局Cは現在作
業を行っていない無人車の中から、ノードN9に行くのに
最適な無人車を探す。ここで、無人車AがノードN1とN2
の間で待機中であった場合、この無人車Aに対して、ノ
ードN9へ向かうように指令を与える。すると、無人車A
は、自ら内蔵した地図情報に基づいてノードN9までの経
路を探索し、例えば、ノードN2→N5→N6→N9の経路を決
定する。そして、この経路に沿って、自ら現在位置を認
識しつつ、内蔵した地図情報を頼りに、ノードN9まで走
行する。 [発明が解決しようとする問題点] ところで、上述した自立型無人車システムにおいて
は、中央局Cは各無人車A,B,…に対して、向かうべきノ
ードを指定するだけであり、走行経路に関しては、各無
人車A,B,…が独自に決定する。その理由は、現在作業を
していない全部の無人車A,B,…について、向かうべきノ
ードまでの経路を中央局Cが探索していたのでは、中央
局Cが統括する無人車A,B,…の台数に比例して探索時間
が長引いてしまい、迅速な処理ができなくなるからであ
る。しかしながら、各無人車A,B,…の走行経路を中央局
Cが管理せず、各無人車A,B,…が独自に決定する方式で
は、何等かの方法で、無人車同士の衝突を未然に回避さ
せなければならない。例えば、第6図に示すように、ノ
ードN5→N2→N3の経路で走行中の無人車Bが存在してい
る場合に、無人車AがノードN2→N5→N6→N9の経路で走
行を開始すると、両者は、ノードN2とN5の間で衝突して
しまうことになる。 この発明は、このような背景の下になされたもので、
中央局に全く依存せずに、自立型無人車同士の衝突を未
然に回避することができる、自立型無人車システムにお
ける衝突回避方法を提供することを目的とする。 [問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決するためにこの発明は、各無人車
に、相互に情報を交換する通信手段と、その他の無人車
が接近してきたことを検出する検出手段とを各々設け、
前記各無人車は、前記検出手段によってその他の無人車
が所定の範囲内に接近してきたことを検出した場合、自
らの識別番号と現在位置と走行方向に関する情報を前記
通信手段を介して全ての無人車へ送信する一方、前記各
無人車は、送信されてきた情報に基づいて、自4らが衝
突する危険性が有るか否かを判断し、衝突する危険性が
有ると判断した無人車は自らの識別番号と現在位置と走
行方向に関する情報を前記通信手段を介して返答し、そ
の返答以降、互いの無人車が前記識別番号に基づいた主
従の関係を認識し、主となる無人車が、自車及び従とな
る無人車双方の衝突回避動作を決定するとともに、その
決定した前記従となる無人車の衝突回避動作を前記従と
なる無人車に対して指示し、互いに実行することを特徴
としている。 [作用] 上記構成によれば、衝突の危険性が発生した場合、そ
の衝突に関与する恐れのある無人車同士が互いに必要な
情報を交換し合い、これにより、無人車同士が自ら衝突
を回避する動作を実行する。このため、中央局に全く依
存せずに、無人車同士の衝突が未然に回避される。 [実施例] 以下、図面を参照して、本発明の一実施例を説明す
る。 第1図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図
である。なお、この実施例においては、説明を簡略化す
るために、2台の無人車1Aおよび1B(以下、A車および
B車と略称する)と、中央局2とからなる自立型無人車
システムを例にして説明する。 第1図において、中央局2は、CPU(中央処理装
置)、メモリ、および通信装置などから構成されてお
り、A車およびB車の現在位置や作業中か否かなどの状
態を常時把握している。また、各作業点と結ばれ、作業
点からの作業要求を受け入れ、この情報をA車およびB
車に対して無線により伝送するようになっている。 A車およびB車は、通信装置3と、指令部4と、走行
部5と、地図メモリ6と、他車検出器7A(7B)とから構
成されている。また、走行部5は、走行制御部8と、左
右駆動輪9L,9Rと、左右駆動輪9L,9Rを各々回転駆動する
モート10L,10Rと、左右駆動輪9L,9Rの回転数を各々検出
するパルスエンコーダ11L,11Rと、左右に向かって超音
波を発射するとともに左右の側壁で反射してきた超音波
を受信する送受信器12L,12Rと、超音波伝播時間に基づ
いて左右の側壁までの距離を測定する超音波測距部13
と、軌道修正部14とから構成されている。 上記地図メモリ6には、各ノードの座標や、各ノード
を結ぶ走行経路上から左右の側壁までの距離等に関する
地図データが予め記憶されている。また、軌道修正部14
は、超音波側距部13から得られた測距データと、地図メ
モリ6から読み出された地図データとを逐一比較し、こ
の比較結果に基づいて修正データを走行制御部8へ供給
するようになっている。 走行制御部8は、通常、指令部4から指示された走行
コマンド(進行距離、速度、回転角度、走行後到達する
ノード番号などからなる)に基づき、自らの走行装置の
形態に適した走行パターン(直進やカーブなどの奇跡パ
ターンおよび速度パターン)を作成し、この走行パター
ンと修正データとに基づいて、左右駆動輪9L,9Rの回転
を各々制御する。また、走行制御部8は、後述する衝突
回避動作等において、指令部4から直接走行制御コマン
ドが供給された場合、このコマンドを優先的に実行す
る。この場合、走行制御部8は通常とは異なり、指令部
4から指示された通りに駆動輪9L,9Rの回転を制御し、
これにより、指令部4が、直接的に走行を制御すること
になる。 A車およびB車に各々搭載された他車検出器7Aおよび
7Bは、所定周波数(例えば、100kHz程度)の無指向性の
識別電波を発射する送信器と、第2図に示す半径raおよ
びrbの範囲内に存在する相手側の送信器から発射された
識別電波を受信する受信器と、第3図に示すように、送
信器と受信器を交互に動作させるとともに、受信器が識
別電波を検出した場合に、検出信号を出力する検出回路
とから構成されている。この場合、他車検出器7A側の送
信器が動作する送信期間TAと受信器が動作する受信期間
RAは、他車検出器7B側の送信器が動作する送信期間TBと
受信器が動作する受信期間RBと互いに異なるように適宜
設定されている。これにより、第2図に示すように、A
車とB車が、半径raまたはrbの検出範囲内に接近した場
合、他車検出器7Aと7Bは互いに相手側が発射した識別電
波を検出し、検出信号を指令部4へ供給するようになっ
ている。そして、上記半径raとrbの検出範囲は、各送信
器の出力や各受信器の感度の調整具合等によって若干異
なるが、約3m程度に設定されている。 一方、指令部4は通信装置3を介して、無線により中
央局2および他車の指令部4と相互に接続され、ポーリ
ング/セレクティング方式により、各種情報の交換を行
う。そして、指令部4は、中央局2から作業要求が発生
した作業点のノードが指示されると、地図メモリ6に記
憶された地図データを参照して最適な走行経路を探索
し、目的のノードに向かう際に通過するノードを決定す
る。さらに、決定した各ノードを結ぶ走行経路に沿って
移動するように、走行コマンドを順次作成して走行部5
へ与える。また、指令部4は、他車検出器7A(7B)から
検出信号が供給された場合、後述する衝突回避動作を開
始し、直接走行制御コマンドを走行部5へ与えて、駆動
輪9L,9Rの回転を直接制御する。 次に、上述した一実施例において、第5図に示すよう
に、A車とB車がノードN2とN5の間で、互いに向かいあ
った状態で接近した場合の動作について説明する。 ここでまず、第3図に示す時刻T1において、A車の他
車検出器7Aの方が先に、他車(この場合、2台のシステ
ムなので他車は必然的にB車となるが、3台以上の場合
は、不特定の車となる)の識別電波を検出し、検出信号
を指令部4へ出力したとする。すると、A車の指令部4
は、衝突回避動作を開始する。 以下、第4図に示すフローチャートを参照して、A車
の衝突回避動作を、B車の衝突回避動作と関連づけて説
明する。 まず、A車が他車の接近を検出すると、ステップSA1
からステップSA2へ進み、A車の指令部4は走行部5に
対して停止する旨の直接走行制御コマンドを与え、これ
によりA車が一旦停止する。次いで、他車を検出した旨
を、自車の識別コマンド(車両番号)と現在位置と次に
到着するノード番号とからなる情報とともに、通信装置
3を介して他車へ送信する(ステップSA3)。 一方、他車であるB車は、A車が送信した情報を受け
た時点で一旦停止し(ステップSB1)、A車が送信した
情報と、自車の現在位置および次に到着するノード番号
に基づいて、自車がA車と衝突する危険性が有るか否か
を判断し(ステップSB2)、衝突する危険性有りと判断
した場合は、ステップSB3へ進み、衝突する危険性無し
と判断した場合は、ステップSB6へ進む。ステップSB3に
おいては、B車が自車の識別コードと現在位置と次に到
着するノード番号からなる情報を、A車へ送信する。次
いで、B車は、先程A車から受け取った情報に基づい
て、(A車の識別コード)<(自車の識別コード)であ
ることから、自車がマスター側であることを認識する。
そして、自車とA車の双方の衝突回避動作を決定し、A
車の衝突回避動作をA車に指示する(ステップSB4)。
この場合、B車は、第5図に示すように、A車とB車が
向かい合っている場合においては、互いに右側に避けて
すれ違う動作を衝突回避動作として決定し、また、例え
ば、A車とB車が同じ方向に向かっている場合において
は、追い越し動作を衝突回避動作として決定する。 その後、ステップSB5において、自ら決定した衝突回
避動作を実行した後、再発進する(ステップSB6)。 さて、A車は、ステップSA4において、他車から返答
があった場合、ステップSA5へ進み、返答がなかった場
合、他車との間において衝突の危険性無しと判断してス
テップSA6へ進む。ステップSA5においては、B車から送
信されてきた情報に基づき、(B車の識別コード)>
(自車の識別コード)であることから、相手のB車がマ
スター側、自車がスレーブ側であることを認識する。そ
して、次のステップSA5においてB車から指示された衝
突回避動作を実行した後、再発進する(ステップSA
6)。 以上により、第5図に示すように、A車とB車が互い
に右側に避けてすれ違い、その後、再発進して、再び元
の走行経路上に復帰し、衝突回避動作が完了する。 ここで、例えば、第5図の2点鎖線の枠内に示すよう
に、A車がノードN5に向って走行し、B車がノードN5か
ら遠ざかるようにしてノードN6に向って走行している場
合において、A車がB車の接近を検出した場合、B車は
ステップSB2において衝突の危険性無しと判断してステ
ップSC6に進み、再発進する。また、A車はステップSA4
において返答がないことから衝突の危険性無しと判断し
てステップSA6へ進み、再発進する。 このように、上述した一実施例においては、A車とB
車が互いに接近し、衝突の危険性が発生した場合、常に
識別コードの大きい方がマスター側となり、マスター側
とスレーブ側双方の衝突回避動作を決定するようになっ
ている。したがって、中央局2はこの衝突回避動作に何
等関与せず、その他の処理を実行することができる。 なお、上述した実施例においては、他車検出器7A,7B
として互いに識別電波を発して検出する構成のものを用
いたが、例えば、測距用の超音波と周波数の異なる超音
波を用いて他車を検出するように構成しても構わない。
また、中央局2とA車およびB車との間の通信方式とし
てはポーリング/セレクティング方式を用いたが、例え
ば、トークン・パッシング方式等を用いても勿論構わな
い。 [発明の効果] 以上説明したように、この発明によれば、各無人車
に、相互に情報を交換する通信手段と、その他の無人車
が接近してきたことを検出する検出手段とを各々設け、
前記各無人車は、前記検出手段によってその他の無人車
の接近を検出した場合、自らの識別番号と現在位置と走
行方向に関する情報を前記通信手段を介して他の無人車
へ送信する一方、前記各無人車は、送信されてきた情報
に基づいて、自らが衝突する危険性が有るか否かを判断
し、衝突する危険性が有ると判断した無人車は自らの識
別番号と現在位置と走行方向に関する情報を前記通信手
段を介して返答し、以降、衝突する危険性のある無人車
同士で情報を交換しつつ衝突を回避するための動作を決
定し、互いに実行するようにしたので、中央局の処理に
全く依存せずに、無人車同士の衝突を未然に回避するこ
とができるという効果が得られる。
ムの電気的構成を示すブロック図、第2図は同実施例に
おける無人車の概略の外観構成を示す平面図、第3図は
同実施例における無人車に設けられた他車検出器の動作
を説明するためのタイミングチャート、第4図は同実施
例の動作を説明するためのフローチャート、第5図は同
実施例による衝突回避動作を説明するための平面図、第
6図は従来の自立型無人車システムの動作を説明するた
めの平面図である。 1A,1B……無人車(A車,B車)、2……中央局、3……
通信装置、4……指令部、5……走行部、6……地図メ
モリ、7A,7B……他車検出器。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 1.自ら現在位置を認識しつつ、内蔵した地図情報を頼
りに、作業要求の生じた作業点に移動して所定の作業を
行う複数の無人車からなる自立型無人車システムにおい
て、 前記各無人車に、相互に情報を交換する通信手段と、そ
の他の無人車が接近してきたことを検出する検出手段と
を各々設け、前記各無人車は、前記検出手段によってそ
の他の無人車が所定の範囲内に接近してきたことを検出
した場合、自らの識別番号と現在位置と走行方向に関す
る情報を前記通信手段を介して他の無人車へ送信する一
方、前記各無人車は、送信されてきた情報に基づいて、
自らが衝突する危険性が有るか否かを判断し、衝突する
危険性が有ると判断した無人車は自らの識別番号と現在
位置と走行方向に関する情報を前記通信手段を介して返
答し、その返答以降、互いの無人車が前記識別番号に基
づいた主従の関係を認識し、主となる無人車が、自車及
び従となる無人車双方の衝突回避動作を決定するととも
に、その決定した前記従となる無人車の衝突回避動作を
前記従となる無人車に対して指示し、互いに実行するこ
とを特徴とする自立型無人車システムにおける衝突回避
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61299605A JP2661023B2 (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 自立型無人車システムにおける衝突回避方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61299605A JP2661023B2 (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 自立型無人車システムにおける衝突回避方法 |
Publications (2)
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JPS63150710A JPS63150710A (ja) | 1988-06-23 |
JP2661023B2 true JP2661023B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=17874797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61299605A Expired - Lifetime JP2661023B2 (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 自立型無人車システムにおける衝突回避方法 |
Country Status (1)
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-
1986
- 1986-12-16 JP JP61299605A patent/JP2661023B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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